氰乙基纖維素多孔材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多孔材料及其制備方法，具體涉及一種氰乙基纖維素多孔材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]多孔固體具有體積密度小、比表面積大、比力學性能高、阻尼性能好等特點，已成為一種優秀的新型功能結構材料。由于其優異的物理、力學性能，兼具功能和結構的雙重屬性，多孔材料可廣泛應用到航空航天、電子通訊、交通運輸、原子能、醫學、環保、冶金、機械、建筑、電化學和石油化工等領域，涉及分離、過濾、布氣、消音、吸震、包裝、熱交換、隔熱阻火、電磁屏蔽、電化學過程、催化反應工程和生物工程等諸多方面的用途，在科學技術和國民經濟建設中發揮出巨大的作用。材料的多孔化，給原來的材料賦予了嶄新的優異性能。這種廣闊的性能延伸，使多孔材料具備了致密材料難以勝任的用途，提供了工程創造的潛力，大大拓寬了其在工程領域的應用范圍。
[0003]纖維素及其衍生物具有良好的親水性和生物相容性，對纖維素的開發利用已成為目前研宄的熱點。纖維素基多孔材料具有風干迅速、吸污能力強、吸濕保濕性能好且使用后可生物降解等優點。但是，由于纖維素及其衍生物本身由排列整齊而規則的結晶區和相對不規則的無定型區構成，再加上纖維素分子鏈上存在著大量的分子間和分子內氫鍵，導致了纖維素的反應活性低、不容易被溶解而難以充分利用。
[0004]化學改性是改善纖維素性能、拓寬應用領域的有效方法。氰乙基纖維素是纖維素的一種衍生物，具有良好的生物相容性、耐微生物侵蝕(耐霉爛、防蟲蛀)、熱和酸穩定性高、染料親和力強、回潮率低、機械性能好等優點，尤其還具有高介電常數的獨特性能。
[0005]氰乙基纖維素的多孔材料未見報道。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為了提供一種能拓展氰乙基纖維素的應用領域和使用功能的氰乙基纖維素多孔材料及其制備方法。
[0007]本發明是通過如下技術方案來實現的:
[0008]一種氰乙基纖維素多孔材料的制備方法包括步驟:
[0009]a.將氰乙基纖維素溶解于溶劑中形成溶液；
[0010]b.將氰乙基纖維素溶液連同盛裝的容器一起浸沒于乙醇或去離子水中，至溶劑完全擴散于乙醇或去離子水中；
[0011]C.干燥。
[0012]即將氰乙基纖維素溶解后浸沒于乙醇或者去離子水中進行相分離，然后干燥即得到多孔材料產品。
[0013]進一步優選的，所述步驟a中的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種。即步驟a中的溶劑優選為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亞砜，但并不限于此三種溶劑。
[0014]進一步的，所述步驟a配制的溶液質量分數為2% -6%。即氰乙基纖維素與配制的溶液的質量比值為2% -6%。
[0015]進一步的，所述步驟a中的氰乙基纖維素的取代度不小于2.4。
[0016]進一步優選的，所述步驟b中的乙醇為無水乙醇。
[0017]進一步優選的，所述步驟c中干燥方式為冷凍干燥或超臨界二氧化碳干燥。這兩種干燥方式為優選干燥方式，但本發明也可以采用其它干燥方法，如真空干燥，常溫干燥等。
[0018]進一步優選的，所述超臨界二氧化碳干燥的干燥條件為50°C、16MPa。
[0019]本發明具有如下有益效果:
[0020]1、本發明的氰乙基纖維素多孔材料，生物相容性和降解性好，而且原料來源廣泛且具有可再生性。氰乙基纖維素是以纖維素為基材經過化學改性得到的纖維素衍生物，具有和纖維素一樣的生物降解性和良好的生物相容性。纖維素來源于棉花、木材、植物秸桿等，是地球上最豐富的可再生天然多糖。
[0021]2、本發明的氰乙基纖維素多孔材料的孔徑在20-1000nm，制備方法簡單、實用、易于操作。
【具體實施方式】
[0022]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。所述實施例僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0023]實施例一
[0024]Ig取代度為2.4的氰乙基纖維素(即CEC)溶解于40g N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中形成透明溶液。將溶液連同容器一起置于去離子水中浸沒24h，固體物料取出，冷凍干燥即可得到氰乙基纖維素多孔材料。
[0025]實施例二
[0026]Ig取代度為2.75的CEC溶解于25g N，N_ 二甲基乙酰胺(DMAc)中形成透明溶液。將溶液連同容器一起置于無水乙醇中浸沒24h，50°C，16MPa超臨界CO2干燥即可得氰乙基纖維素多孔材料。
[0027]實施例三
[0028]Ig取代度為2.6的氰乙基纖維素(即CEC)溶解于17g N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中形成透明溶液。將溶液連同容器一起置于去離子水中浸沒24h，固體物料取出，冷凍干燥即可得到氰乙基纖維素多孔材料。
【主權項】
1.一種氰乙基纖維素多孔材料的制備方法，其特征在于:包括步驟: a.將氰乙基纖維素溶解于溶劑中形成溶液； b.將氰乙基纖維素溶液連同盛裝的容器一起浸沒于乙醇或去離子水中，至溶劑完全擴散于乙醇或去離子水中； c.干燥。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟a中的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟a配制的溶液質量分數為2% -6%。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟a中的氰乙基纖維素的取代度不小于2.4。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟b中的乙醇為無水乙醇。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述步驟c中干燥方式為冷凍干燥或超臨界二氧化碳干燥。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于:所述超臨界二氧化碳干燥的干燥條件為 50°C、16MPa。
8.—種氰乙基纖維素多孔材料，其特征在于:按照權利要求1至7中任意一項所述的方法制備。
【專利摘要】本發明公開了一種氰乙基纖維素多孔材料及其制備方法，目的是為了提供一種能拓展氰乙基纖維素的應用領域和使用功能的氰乙基纖維素多孔材料及其制備方法。將氰乙基纖維素溶解成溶液，連同容器一起浸入乙醇或去離子水中，至溶劑完全擴散于乙醇或去離子水中后，取出，干燥即得氰乙基纖維素多孔材料。本發明制備的氰乙基纖維素多孔材料，生物相容性和降解性好，原料來源廣泛且具有可再生性，孔徑分布較均勻，且制備方法，簡單、實用、易于操作及工業化。
【IPC分類】C08L1-28, C08J9-28
【公開號】CN104530464
【申請號】CN201510024058
【發明人】王飛俊, 張磊, 邵自強, 張云華, 陳正偉, 李友琦, 陳靜, 劉燕華
【申請人】北京理工大學, 重慶力宏精細化工有限公司, 北京北方世紀纖維素技術開發有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月16日